Enunciado
Física - Príncipios de física - Serway - Princípios De Física: Oscilações, Ondas e Termodinâmica- Ed: 5º - Capítulo 18.Problemas - Ex. 60
Um atleta com massa de 70,0 kg bebe 16,0 onças (454 g) de água refrigerada. A água está a uma temperatura de 35,0 °F. (a) Desprezando a variação na temperatura do corpo que resulta da ingestão de água (de modo que o corpo é considerado um reservatório sempre a 98,6 °F), encontre o aumento na entropia de todo o sistema. (b) E se? Suponha que o corpo todo seja resfriado pela bebida e que o calor específico médio de uma pessoa é igual ao calor específico da água líquida. Desprezando quaisquer outras transferências de energia por calor e qualquer liberação de energia metabólica, encontre a temperatura do atleta depois de ele beber a água fria, considerando uma temperatura corpórea inicial de 98,6 °F. (c) Com essas suposições, qual é o aumento na entropia de todo o sistema? (d) Diga como esse resultado se compara com aquele obtido na parte (a).
Passo 1
Arrasta pra cima e vem comigooo!!
- A variação total da entropia é a soma da entropia da água com a entropia do corpo do atleta .
- Podemos encontrar o equilíbrio térmico através da igualdade:
- Para esse novo cenário, em que a temperatura final é T, devemos calcular novamente a entropia da água:
- A razão entre as entropias encontradas em (a) e (c) resulta em:
Logo, a variação de entropia da água é:
Passo 2
Desprezando a variação na temperatura e no calor do atleta, podemos escrever a entropia como:
Em que o sinal negativo significa que energia na fonte de calor deixa o corpo do atleta
Dessa maneira, concluímos que a variação total da entropia é:
Passo 3
Substituindo os valores do enunciado , iremos obter:
Passo 4
Passo 5
Deste modo, a temperatura e o calor do corpo do atleta não são constantes, nos fazendo definir um novo valor de entropia:
Logo, a variação total da entropia do sistema nesse novo cenário é de :
Passo 6
Podemos concluir, que a alteração na entropia é menor que 1%.
Resposta
- 13,44 J/K.
- 309,92 K.
- 11,5 J/K.
- 0.85.